浅谈矿井通风系统优化改造技术

浅谈矿井通风系统优化改造技术纲要：对矿井通风系统优化的详尽问题,如矿井通风系统阻力研究、矿井通风网络优化调治研究、矿井通风系统安全可靠性优化、矿井通风系统主通风机工况优化研究、矿井通风系统测量平差优化等进行阐述，并指出详尽技术措施.要点词：矿井;通风系统；优化；改造序言矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，它服务于生产系统,同时又限制着生产系统.矿井通风系统的利害利害，直接影响着矿井的安全生产、灾害防治和经济效益.在实质生产中，经常由于矿井通风系统的不合理,影响了矿井的正常生产和矿井的抗灾能力，以致矿井经济效益的严重滑坡。为保证矿井安全生产、稳产和高产，提高矿井的抗灾能力，最后提高矿井的经济效益，通风系统必定保持最正确运转状态.所以，建立完满、合理的矿井通风系统是矿井安全生产和提高效益的基本保证。而实行矿井通风系统优化改造正是为这一目的而进行的，它是通风管理工作和矿井设计过程中的一项主要任务和内容。矿井通风系统优化的重要意义建立完满的矿井通风系统是矿井安全生产的基本保证，生产矿井由于生产布局的变化、自然条件的影响及生产能力的提高，必定进行矿井通风系统的改造.矿井通风系统的优化问题矿井通风系统的优化问题归纳起来主要包括以下几类：矿井通风系统阻力研究、矿井通风网络优化调治研究、矿井通风系统

安全可靠性优化、矿井通风系统主通风机工况优化研究矿井通风系统测量平差优化。2。1矿井通风系统阻力优化降低矿井通风阻力技术措施的研究对于矿井通风系统优化有着至关重要的作用，无论是矿井通风优化设计还是矿井通风技术管理工作,都要全力降低矿井通风阻力，这项工作的利害直接关系到矿井的安全生产和经济效益.矿井通风阻力的影响因素较多，归纳起来主要有四个方面。2。1。1风量对阻力的影响（1）依照通风阻力定律hRQ2可知：通风阻力与风量的平方成正比。当矿井总风阻不变,矿井总风量增加时,通风总阻力按风量的平方的倍数增加；同理，各个分支风量增加时，分支的阻力也相应地随风量的增加按风量平方的倍数增加。（2）各个分支经过的风量(包括用风地点需风量）越凑近自然分风风量，矿井通风阻力越小，各个分支的阻力就越凑近平衡。2.1。2分支风阻对通风阻力的影响巷道风阻Rkg/m7取决于巷道的长度Lm、断面积Sm2、周长Um、支护形式等参数，它们之间的关系为：LURm3即：风流经过某段井巷所耗资的能量与该井巷风阻成正比。所以井巷风阻越大,风流经过的通风阻力越大。矿井总阻力不但取决于各分支阻力，更取决于网络结构,应按串通、并联、复杂网路特点解算求得.2.1。3网络结构对阻力的影响矿井通风系统的网络机构不相同，即使分支数的风阻、风量相同，系统的总风阻和总阻力也不相同.故在井巷数和参数已确定的情况下，应合理采用风流线路,防备或减少串通，尽量采用并联网络，坚持“早分晚合”的原则（即在总进风周边就分开风路,向到达总回风周边才让风流会合），力争不进行或少进行增风调风，使矿井总阻力最小。2。1.4降低矿井通风阻力的措施(1）并联通风依照并联风路阻力比串通网路阻力小得多的原理（风量相同)，能够经过计算机通风系统模拟或实质通风阻力测定的方法,找出通风系统网络的高阻力区段，采用新掘巷道也许启封旧巷道的方法,实现并联通风，降低通风系统总阻力.(2）挖掘新井巷，缩短通风线路长度。随着生产向边远采区或深水平的发展，也许井田过大，通风线路不断加长，而瓦斯涌出量的增加，将以致需风量和通风阻力的增加。当通风系统无法满足供风要求或利用现有的通风系统不经济时,能够考虑在边远采区也许新水平增掘新风井，以缩短风路，保证经济有效的供风.（3）改变通风网路，合理分派风机负担。对于生产矿井，当通风系统与生产能力

不般配时，应该合理调整生产布局，改变通风网路，合理分派风机负担、尽量发挥现有风机、巷道的潜力、增设或减少风机（在必要和可能的条件下）等。(4)合时增减风机,改进矿井通风.（5）扩大街道断面，减小局部阻力。矿井通风系统阻力经常比较集中在几个高阻力区段,找出高阻力区段，适合扩大高阻力区段巷道断面面积，经常能够收到比较理想的降阻收效其他，尽量使井巷壁面圆滑、巷道平直、防备巷道断面突然扩大或减小,也能起到减小摩擦阻力和局部阻力的作用.2。2矿井通风网络优化调治矿井通风网络是实质矿井通风系统的数学表达，是矿井风流路线及其有关参数的组合，是一个关系程度很高的复杂系统，其中一条分支的风量可能经过在多条分支中安设调治设施而改变.所以，满足通风需求的调治方案多种多样。如何确定一种既能满足通风需求和生产条件的限制、吻合有关规程规定，又能使矿井通风所需花销最小的调治方案，是长远以来研究的热点和难点问题之一.1）控制型分风网络。各分支的风阻已知，因一组余树分支的风量已给定，所以其他分支的风量也随之确定，所要确定的是风机所需的最小风压和如何调治才能使整个网络的风压损失平衡，以满足各分支风量的要求。2)自然型分风网络。网络的风量是依照各分支风阻大小自行分派而不加任何调节控制设施.（3）一般型分风网络。网络中部分风量已知，部分风量待求，调治分支和调治量都待求的风量调治，是最一般的网络优化调节.其部分分支风量要按生产需要进行分派而不是乐天任命,即存在合理安设调治风窗细风机的问题。2.3矿井通风系统安全可靠性优化目前，矿井通风系统的可靠性研究面对着以下几个问题：①风流分支与通风网络的可靠性看法;②风流分支、通风网络及通风修筑物的可靠性指标计算;③如何利用可靠性参数设计出拥有较高可靠性的系统；④生产矿井如何利用可靠性理论来拟定出合理的管理、使用与保护措施，保证系统正常工作，提高其可靠性.已有的研究工作仅限制于前两个问题,即如何计算风流分支的可靠度和网络的可靠性，而且不行熟。矿井通风网络中分支的可靠性与一般网络(如电力网络)中元件的可靠性有实质差异，这正是矿井通风系统可靠性研究的困难之处;对风流牢固性的研究，进展也不大,已有研究工作也限制于某些典型网络。2.4矿井通风系统主通风机工况优化主通风机经过一段时间的运转，由于磨损、腐化等各个方面的原因其整体性能会有所下降，有时甚至可能不能够正常工作。其次,随着采掘面的结束或矿井的缩短，主通风机能力过大浪费电能，必定及时调整主通风机的工况点。

所谓主通风机工况点优化调治，平时是指主要通风机的能力调治，包括降低主通风机能力和增加主通风机能力。其中降低主通风机能力的措施以下:（1）利用一前导器调风。一般都在风机进风口处安设有前导器,经过改变前导器的开闭使进入风机的气流方向发生变化,可使风机的性能曲线发生改变；而且利用前导器调治法比放下闸门调治法更节约电能，所以应尽量利用前导器进行调治,而尽量不用放下闸门法进行调治。前导器调治风量的范围比较小，只适合于调治幅度不大的条件下使用；其他关闭一前导器叶片，也要耗资一部分电能。（2）降低风机转速。由比率定律可知：对于同一台风机，当工作阻力不变时,风量与转速的一次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。所以，在需要减少风量时，能够经过降低风机转速的方法达到减小风量和降低功率而节电的目的。降低风机转速调治法是减风节电最理想的调治方法，该方法既适合于离心式风机,也适合于轴流式风机。降低风机转速的详尽措施有：更换电机、采用双速电机、采用液力偶合器调速、采用可控硅串级调速、采用齿轮减速器调速、改变传动比调速。(3）减小叶片安装角。轴流式风机的能力，随叶片安装角的增减而增减，其耗电量也随叶片安装角的增减而增减，所以当风机能力过大时，能够经过减小叶片安装角的方法，以达到减风节电的目的。(4）拆掉一段动轮。使用两级轴流式风机的矿井，当风机能力过大时，可采用将两段改为一段动轮的方法调治，能够大大节约电耗；但是改为一段运转前,需要做平衡测定，以保持风机的动平衡,否则可能会减少风机的寿命,甚至引起大的轴破坏，造成毁机事故。(5）拆掉部分动叶。对于轴流式风机，能够经过拆掉部分动叶的方法来达到减风节电的目的。由于叶片减少,叶栅稠度降低，所以风量减少，风压下降，耗电量也减少.(6)换用小能力风机。当风机能力过大时,也能够换用小能力风机来达到减风节电的目的。增加主通风机能力的措施有：增大轴流式风机的叶片安装角，增加风机的转速,更换叶片，及时维修主通风机;提高运转效率;改造扩散器，回收部分动压，转变成风机静压，更换新式高效风机或机芯。2。5矿井通风系统的测量平差优化测量平差是测绘科学中的术语.矿井通风测量平差是矿井通风系统解析中的新看法。建立矿井通风测量平差优化理论是实现矿井通风系统优化管理和自动控制的需要。随着计算机的实行应用，矿井通风网络优化研究的日趋深入，同时依照生产的需要，无论是定性的系统解析，还是定量的系统研究，都必然由自然分风的研究转向按需分风的研究，由参数求解转向系统优化与控制。矿井通风系统优化与控制决策的前提是必定知道系统的一部分参数，特别是各风流分支的风阻(即巷道的摩擦阻力系数，断面形

状、周长、面积和巷道长度等）.这是建立矿井通风测量平差理论的客观依照.展望综上所述，为全面提高矿井通风系统优化、控制和环境灾变展望的科学性及手段的先进性,有必要在已有研究的基础上，对矿井通风